Player/Missile Graphics

From Atariki

(Różnice między wersjami)

Wersja z dnia 21:21, 28 maj 2022

Spis treści

1 Charakterystyka
2 Kształt
3 Kolory
4 Priorytety
5 Dodatkowe kolory
6 Hi-Res
7 Pozycjonowanie
8 Wykrywanie kolizji
9 Rozmiar
10 Linki

Charakterystyka

Player and Missile Graphics - "grafika graczy i pocisków". Właściwość układu GTIA polegająca na nakładaniu na ekran obiektów niezależnych od zwykłej zawartości ("tła" oraz "ramek"). Generowane w ten sposób ruchome obiekty znane są na innych platformach sprzętowych pod nazwą "duszków" (ang. sprites).

W 8-bitowych komputerach Atari możliwe jest uzyskanie czterech niezależnych graczy i czterech pocisków (lub pięciu graczy - piątego uzyskujemy przez połączenie czterech pocisków).

Kształt

Każdy gracz ma szerokość 8 pikseli. Ich kształty definiuje się w osobnych obszarach pamięci określonych przez zawartość PMBASE ($D407). Każdemu bitowi w bajcie odpowiada jeden piksel gracza.

Kolejne bajty definiowane w obszarze dowolnego gracza:

    0      7 - piksel
  n ........
    ..oooo..
    .o....o.
    o.o..o.o
    o......o
    o.oooo.o
    .o....o.
    ..oooo..
n+8 ........
 :  7      0 - bit
bajt

Szerokość pocisku wynosi 2 piksele. Ponieważ wszystkich dostępnych pocisków jest dokładnie 4, to definiuje się je razem poprzez wypełnienie odpowiednich par bitów w obszarze pocisków określanym również przez zawartość PMBASE ($D407):

Kolejne bajty definiowane w obszarze pocisków:

    3  2  1  0  - pocisk
    :  :  :  :
    01 01 01 01 - piksel
  n .. .. .. ..
    .. oo oo ..
    .o .. .o o.
    o. .. oo .o
    o. .o o. .o
    o. oo .. .o
    .o o. .. o.
    .. oo oo ..
n+8 .. .. .. ..
 :  76 54 32 10 - bit
bajt

Każdemu bitowi, podobnie jak w przypadku graczy, odpowiada dokładnie jeden piksel pocisku.

Wysokość sprajta odpowiada wysokości ekranu, czyli 240 pikseli w rozdzielczości jednoliniowej (piksel ma wysokość jednej linii ekranowej), lub 120 w rozdzielczości dwuliniowej (piksel ma wtedy wysokość dwóch linii ekranowych). Wynika to z faktu, że ANTIC rozpoczyna pobieranie danych dla kształtu sprajtów z pamięci RAM w 8 linii skanningowej, a kończy w 247. O tym czy pobierane są dane dla graczy, czy dla pocisków, czy dla wszystkich sprajtów decydują bity 2 i 3 rejestru DMACTL ($D400) kontrolujące DMA.

Można jednakże definiować kształty sprajtów bez pośrednictwa ANTIC-a wpisując odpowiednie dane bezpośrednio do rejestrów GRAFP0-3 i GRAFM. Dane te są wykorzystywane każdorazowo kiedy plamka rysująca obraz osiąga poziomą pozycję na ekranie równą wartościom zapisanym w rejestrach HPOSP0-3 i HPOSM0-3. Modyfikując więc co jakiś czas (przykładowo co okres trwania linii skaningowej) zawartość wspomnianych rejestrów można własnoręcznie definiować kształty sprajtów nawet wtedy, kiedy ANTIC nie rysuje obrazu (bity 0 i 1 rejestru DMACTL ($D400) są zgaszone). Stwarza to pole do realizacji przeróżnych programowych technik generowania obrazu jak na przykład:

replikacja sprajtów w linii (przez zmianę rejestrów pozycji poziomej HPOSP0-3 i HPOSM0-3),
multiplikacja sprajtów w linii i na ekranie (przez zmianę rejestrów pozycji poziomej HPOSP0-3 i HPOSM0-3, kształtu GRAFP0-3 i GRAFM i kolorów COLPM0-3 ewentualnie COLPF3 czy szerokości SIZEP0-3 i SIZEM),
rozciąganie sprajta (przez modyfikację rejestru szerokości SIZEP0-3 i SIZEM),
zmiany priorytetów sprajtów (przez modyfikację rejestru PRIOR).

Kolory

Jeden gracz może mieć dowolny, wybrany z palety, kolor - pocisk ma zawsze ten sam kolor co odpowiadający mu gracz (np. jeśli gracz nr 3 ma kolor $0A pocisk ma również kolor $0A). Wyjątkiem jest sytuacja, kiedy łączymy pociski w celu otrzymania piątego gracza - w tym przypadku gracz ten otrzymuje kolor z rejestru COLPF3 ($D019). Przez ingerencję w rejestr GTIACTL ($D01B) można też spowodować, że nakładające się piksele obiektów będą miały trzeci kolor uzyskiwany przez wykonanie bitowego OR na wartościach rejestrów kolorów nakładających się obiektów (tzw. gracze wielokolorowi). Nakładanie kolorów zachodzi wyłącznie w parach:

PM0 + PM1 : gracz 0 lub pocisk 0 + gracz 1 lub pocisk 1
PM2 + PM3 : gracz 2 lub pocisk 2 + gracz 3 lub pocisk 3

Możliwe jest również uzyskanie dodatkowych kolorów na ekranie przez ustalenie priorytetu 0 dla graczy i pocisków.

Kolory ustalamy wpisując odpowiednie wartości do rejestrów COLPM0-COLPM3 ($D012-$D015).

Priorytety

W rejestrze GTIACTL ($D01B) można określić priorytety wyświetlania poszczególnych sprajtów i elementów grafiki. Do tego celu konstruktorzy przeznaczyli aż 4 bity.

Wyboru priorytetu dokonuje się poprzez ustawienie dokładnie jednego bitu.

bit	3210	kolejność
znaczenie	0001	PM0	PM1	PM2	PM3	PF0	PF1	PF2	PF3	BAK
	0010	PM0	PM1	PF3	PF2	PF1	PF0	PM2	PM3	BAK
	0100	PF3	PF2	PF1	PF0	PM0	PM1	PM2	PM3	BAK
	1000	PF0	PF1	PM0	PM1	PM2	PM3	PF2	PF3	BAK

UWAGA! Pierwszeństwo COLPF3 przed innymi kolorami można zaobserwować kiedy połączy się wszystkie pociski w piątego gracza, gdyż wtedy właśnie kolor dla wszystkich pocisków pobierany jest z rejestru COLPF3 ($D019).

Ustawienie priorytetu 0 powoduje, prócz uzyskania dodatkowych kombinacji kolorów, następujące ustalenie priorytetów:

bit	3210	kolejność									kombinacja dająca dodatkowy kolor
znaczenie	0000	PM0	PM1	PF0	PF1	PM2	PM3	PF2	PF3	BAK	(PM0 lub PM1 lub PM01) z (PF0 lub PF1) oraz (PM2 lub PM3 lub PM23) z (PF2 lub PF3)

Ustawienie kilku bitów równocześnie powoduje, że w miejscach kolizji priorytetów wyświetlany jest kolor czarny niezależnie od ustawienia rejestrów kolorów.

bit	3210	kolejność									kombinacja dająca kolor czarny
znaczenie	0011	PM0	PM1	PF2	PF3	PM2	PM3	PF0	PF1	BAK	(PM2 lub PM3 lub PM23) z (PF2 lub PF3)
	0101	PF3	PF2	PM0	PM1	PM2	PM3	PF0	PF1	BAK	(PM0 lub PM1 lub PM01) z (PF0 lub PF1) oraz (PM2 lub PM3 lub PM23) z (PF2 lub PF3)
	0110	PF3	PF2	PF1	PF0	PM0	PM1	PM2	PM3	BAK	(PM0 lub PM1 lub PM01) z (PF0 lub PF1)
	0111	PF3	PF2	PM0	PM1	PM2	PM3	PF0	PF1	BAK	(PM0 lub PM1 lub PM01) z (PF0 lub PF1) oraz (PM2 lub PM3 lub PM23) z (PF2 lub PF3)
	1001	PM0	PM1	PM2	PM3	PF0	PF1	PF2	PF3	BAK	(PM0 lub PM1 lub PM01) z (PF0 lub PF1)
	1010	PF0	PF1	PM0	PM1	PM2	PM3	PF2	PF3	BAK	(PM0 lub PM1 lub PM01) z (PF0 lub PF1) oraz (PM2 lub PM3 lub PM23) z (PF2 lub PF3)
	1011	PM0	PM1	PF2	PF3	PM2	PM3	PM0	PM1	BAK	(PM0 lub PM1 lub PM01) z (PF0 lub PF1) oraz (PM2 lub PM3 lub PM23) z (PF2 lub PF3)
	1100	PF3	PF2	PF1	PF0	PM0	PM1	PM2	PM3	BAK	(PM2 lub PM3 lub PM23) z (PF2 lub PF3)
	1101	PF3	PF2	PM0	PM1	PM2	PM3	PF0	PF1	BAK	(PM0 lub PM1 lub PM01) z (PF0 lub PF1) oraz (PM2 lub PM3 lub PM23) z (PF2 lub PF3)
	1110	PF3	PF2	PF1	PF0	PM0	PM1	PM2	PM3	BAK	(PM0 lub PM1 lub PM01) z (PF0 lub PF1) oraz (PM2 lub PM3 lub PM23) z (PF2 lub PF3)
	1111	PF3	PF2	PM0	PM1	PM2	PM3	PF0	PF1	BAK	(PM0 lub PM1 lub PM01) z (PF0 lub PF1) oraz (PM2 lub PM3 lub PM23) z (PF2 lub PF3)

Kolor ramki COLBAK ($D01A) ma zawsze najniższy priorytet, tak więc niemożliwe jest przykrywanie sprajtów przez ramkę ekranu.

Dodatkowe kolory

Ustawienie priorytetu 0 powoduje, że kolory sprajtów zaczynają interferować z kolorami pola gry pozwalając na uzyskanie dodatkowych barw. Odbywa się to analogicznie, jak w przypadku wyświetlania sprajtów wielokolorowych przez dokonanie operacji bitowego OR na wartościach odpowiednich rejestrów kolorów, lecz kolory sprajtów - poza nakładaniem się w parach PM0+PM1 i PM2+PM3 - interferują dodatkowo z kolorami pola gry (PFx):

PF0 + PM0
PF0 + PM1
PF0 + PM0 + PM1
PF1 + PM0
PF1 + PM1
PF1 + PM0 + PM1
PF2 + PM2
PF2 + PM3
PF2 + PM2 + PM3
PF3 + PM2
PF3 + PM3
PF3 + PM2 + PM3

W ten sposób umiejętnie manipulując kształtem, szerokością i położeniami sprajtów można w wierszu uzyskać 23 różne kolory.

Hi-Res

W trybach wysokiej rozdzielczości nałożenie sprajta na pole gry powoduje zmianę koloru tła wszędzie tam gdzie piksel sprajta jest zapalony. W konsekwencji wszystkie piksele grafiki mają kolor pobrany z rejestru sprajta, przy czym jasność piksela zgaszonego (0) brana jest z rejestru koloru sprajta, natomiast jasność piksela zapalonego (1) brana jest z rejestru COLPF1 ($D017).

Ponieważ zarówno kolor tła, jak i piksela pobierany jest z rejestru COLPF2 ($D018), to nieco inaczej wygląda również nakładanie kolorów sprajtów kiedy włączony jest priorytet 0 i zachodzi wyłącznie w przypadkach:

PF2 + PM2
PF2 + PM3
PF2 + PM2 + PM3
PF3 + PM2
PF3 + PM3
PF3 + PM2 + PM3

Ponieważ połączenie pocisków w piątego gracza powoduje, że kolor pocisków brany jest z rejestru COLPF3 ($D019), to w miejscach gdzie piksele pocisków są zapalone kolor PF2 jest zastępowany przez PF3. Nakładanie kolorów zaś odbywa się w tym przypadku tylko między pociskami (które traktowane są jak pole gry PF3) a graczami.

Pierwsza para sprajtów PM0 i PM1 reaguje wyłącznie między sobą, ponieważ żaden piksel pola gry nigdy nie przybiera koloru pobranego z COLPF0 ($D016) lub COLPF1 ($D017).

Z kolei druga para zawsze interferuje z kolorem COLPF2 ($D018) lub COLPF3 ($D019), a więc kombinacje

PM2
PM3
PM2 + PM3

możliwe są wyłącznie na ramce, gdzie wyświetlany jest COLBAK ($D01A) (co, nawiasem mówiąc, zwiększa pulę kolorów możliwych do uzyskania w linii z 23 do 26).

Pozycjonowanie

Pozycję poziomą graczy kontroluje się wpisując ich położenie do rejestrów HPOSP0-HPOSP3 ($D000-$D003). Podobnie zmienia się pozycję poziomą pocisków - należy wpisywać pożądane wartości do rejestrów HPOSM0-HPOSM3 ($D004-$D007). Są to rejestry tylko do zapisu.

ANTIC wyświetla 228 cykli koloru w linii, co przekłada się na maksymalną widoczną pozycję poziomą sprajta. Poniżej znajdują się pozycje sprajta odpowiadające położeniom krawędzi ekranu zależnie od jego szerokości konfigurowanej za pomocą bitów 0 i 1 w rejestrze DMACTL ($D400):

wartość	lewa krawędź	prawa krawędź	opis
%00	-	-	pusty ekran
%01	$40	$C0	wąski ekran
%10	$30	$D0	normalny ekran
%11	$20	$E0	szeroki ekran

Środek ekranu znajduje się w pozycji $80. Lewa krawędź widocznego obrazu znajduje się w pozycji $2C, prawa - w $D4 - i są to ograniczenia dla obrazu generowanego przez ANTIC. GTIA potrafi wyświetlić obraz w nieco szerszym zakresie $22-$DE.

Niestety nie ma rejestrów określających pozycję pionową - kontroluje się ją zmieniając położenie graczy oraz pocisków w obszarze pamięci wskazywanym przez PMBASE ($D407).

Obiekt	Obszar względem PMBASE w rozdzielczości
Obiekt	dwuliniowej	jednoliniowej
pociski	$0184-$01FB	$0308-$03F7
gracz 0	$0204-$027B	$0408-$04F7
gracz 1	$0284-$02FB	$0508-$05F7
gracz 2	$0304-$037B	$0608-$06F7
gracz 3	$0384-$03FB	$0708-$07F7

ANTIC rysuje na ekranie telewizyjnym 240 linii począwszy od linii 8, a skończywszy na 247. Z tego względu w rozdzielczości jednoliniowej na ekranie widoczna jest treść duszka zdefiniowana bajtami 8..247, a w rozdzielczości dwuliniowej bajtami 4..123 obszaru wskazywanego przez PMBASE ($D407). Pozostałe bajty znajdują się "poza ekranem" i nie są nigdy widoczne.

Ustawienie bitu w rejestrze VDELAY ($D01C) powoduje obniżenie rysowania odpowiedniego sprajta o jedną linię skanningową, ale tylko kiedy ustawiona jest rozdzielczość dwuliniowa w DMACTL ($D400).

Wykrywanie kolizji

Istnieje również możliwość sprzętowego wykrywania wzajemnych kolizji duszków z polem gry (ale nie z kolorem tła), jak i z innymi duszkami. Służą do tego rejestry tylko do odczytu:

KOLM0PF-KOLM3PF ($D000-$D003) Kolizja pocisku z polem gry. Wartości odczytujemy z poniższego schematu:

           Bit     7    6    5    4     3      2     1     0
Rejestr koloru    ...nieużywane....     3      2     1     0

KOLP0PF-KOLP3PF ($D004-$D007) Kolizja gracza z polem gry:

           Bit     7    6    5    4     3      2     1     0
Rejestr koloru    ....nieużywane...     3      2     1     0

KOLM0P-KOLM3P ($D008-$D00B) Kolizja pocisku z graczem (nie ma rejestrów służących do wykrywania kolizji pocisku z pociskiem):

   Bit     7    6    5    4     3      2     1     0
Duszek    ...nieużywane....     3      2     1     0

KOLP0P-KOLP3P ($D00C-$D00F) Kolizja gracza z graczem:

   Bit     7    6    5    4     3      2     1     0
Duszek    ...nieużywane....     3      2     1     0

Zresetowanie wszystkich rejestrów kolizji następuje po zapisaniu dowolnej wartości do HITCLR ($D01E).

Rozmiar

Matryca graczy ma 8 punktów szerokości, pocisków - 2 punkty. Gracze oraz pociski mogą być sprzętowo rozszerzane za pomocą przeznaczonych do tego celu rejestrów. Możliwe są: szerokość pojedyncza, podwójna i poczwórna. Uzyskuje się je ustawiając odpowiednie kombinacje bitów w rejestrach SIZEP0-SIZEP3:

Bit          7  6  5  4  3  2  1  0
Szerokość:   ...nieużywane...  0  0  pojedyncza (8 cykli koloru)
                               0  1  podwójna   (16 cykli koloru)
                               1  0  pojedyncza
                               1  1  poczwórna (32 cykle koloru)

Dla ustalenia szerokości dla pocisków używa się rejestru SIZEM ($D00C):

Bity                        Szerokość:
                 pojedyncza   podwójna   poczwórna
7 i 6: pocisk 3       0,128         64       192
5 i 4: pocisk 2       0, 32         16        48
3 i 2: pocisk 1       0,  8          4        12
1 i 0: pocisk 0       0,  2          1         3

Co do wysokości, zarówno gracze jak i pociski mają zawsze wysokość całego ekranu (łącznie z ewentualnymi ramkami) - oczywiście widać przy tym tylko te ich części, które zostały "narysowane" w obszarze pamięci wskazywanym przez rejestr PMBASE $D407. Bit skasowany oznacza tu piksel przezroczysty, bit ustawiony - piksel w kolorze wybranym dla danego duszka.

Linki

Altirra Hardware Reference Manual ze szczegółowym opisem możliwości sprzętowych układu GTIA
Wątek na forum Atari Age z opisem priorytetu 0
Wątek na forum Atari Online z dyskusją nad 22 kolorami w linii
Artykuł na Atari Online opisujący mechanizmy nakładania kolorów
Opis na forum AtariArea jak rozciągać sprajty
Wyjaśnienia Foxa na forach AtariAge i AtariOnline o tym jak działa rysowanie sprajtów
Ankieta Pavrosa odnośnie wysokości ekranu

Źródło: "http://atariki.krap.pl/index.php/Player/Missile_Graphics"

Category: Programowanie Atari 8-bit

 |}
 UWAGA! Pierwszeństwo COLPF3 przed innymi kolorami można zaobserwować kiedy połączy się wszystkie pociski w piątego gracza, gdyż wtedy właśnie kolor dla wszystkich pocisków pobierany jest z rejestru [[Rejestry GTIA#COLPF3|COLPF3 ($D019)]].
+Ustawienie priorytetu 0 powoduje, prócz uzyskania dodatkowych kombinacji kolorów, następujące ustalenie priorytetów:
+{| border="1"
+|bit||3210||colspan="9"|kolejność||kombinacja dająca dodatkowy kolor
+|-
+|znaczenie||0000||PM0||PM1||PF0||PF1||PM2||PM3||PF2||PF3||BAK||(PM0 lub PM1 lub PM01) z (PF0 lub PF1) oraz (PM2 lub PM3 lub PM23) z (PF2 lub PF3)
+|}
 Ustawienie kilku bitów równocześnie powoduje, że w miejscach kolizji priorytetów wyświetlany jest kolor czarny niezależnie od ustawienia rejestrów kolorów.
 |-
 ||1111||PF3||PF2||PM0||PM1||PM2||PM3||PF0||PF1||BAK||(PM0 lub PM1 lub PM01) z (PF0 lub PF1) oraz (PM2 lub PM3 lub PM23) z (PF2 lub PF3)
-|}
-Ustawienie priorytetu 0 powoduje, prócz uzyskania dodatkowych kombinacji kolorów, następujące ustalenie priorytetów:
-{| border="1"
-|bit||3210||colspan="9"|kolejność||kombinacja dająca dodatkowy kolor
-|-
-|znaczenie||0000||PM0||PM1||PF0||PF1||PM2||PM3||PF2||PF3||BAK||(PM0 lub PM1 lub PM01) z (PF0 lub PF1) oraz (PM2 lub PM3 lub PM23) z (PF2 lub PF3)
 |}